1. Karma malzeme nedir? Karma malzemeleri oluşturan bileşenler

MT 3 KARMA MALZEMELER ARASINAVI CEVAP ANAHTARI
2013-2014 BAHAR YARI YILI
1. Karma malzeme nedir? Karma malzemeleri oluşturan bileşenler nedir ? Bu bileşenlerin
görevleri nedir açıklayınız.
Birbirlerinin zayıf yönünü düzelterek üstün özellikler elde etmek amacıyla bir araya getirilmiş değişik tür
malzemelerden veya fazlardan oluşan malzeme sistemine kompozit malzeme denir. En az iki
malzemenin kombinasyonu sonucu oluşan kompozit malzemeler, biri takviye elemanı diğeri ise matriks
(ana) malzemesinden oluşmaktadır. Kompozit malzemelerde takviye fazı olarak fiber, visker (kılcal
kristal) ya da parçacıklar çeşitli yöntemler ile ana malzemenin içine yerleştirilmektedir. Takviye ve
matriks fazlar kompozit malzemenin türüne göre metal, seramik veya polimer olabilir. Kompozit
malzemeler; matriks malzemesi cinsine göre polimer, seramik ve metal matriks kompozit malzemeler
şeklinde sınıflandırılabilir. Kompozit malzemelerde yapıyı oluşturan bileşenler birbiri içinde çözünmeleri
istenmez, özellikle metalik sistemlerde bir miktar çözünme bileşenler arasında güçlü bağlanımların
oluşmasına katkı sağlar. Bu iki malzeme grubundan, takviye malzemesi kompozit malzemenin
mukavemet ve yük taşıma özelliğini, matriks malzeme ise plastik deformasyona geçişte oluşabilecek
çatlak ilerlemelerini önleyici rol oynamakta ve kompozit malzemenin kopmasını geciktirmektedir.
Matriks olarak kullanılan malzemenin bir amacı da fiber malzemeleri yük altında bir arada tutabilmek ve
yükü lifler arasında homojen olarak dağıtmaktır. Böylece fiber malzemelerde plastik deformasyon
gerçekleştiğinde ortaya çıkacak çatlak ilerlemesi olayının önüne geçilmiş olur.
2. Karma malzemelerin otomotiv sanayinde kullanım alanlarına örnekler veriniz, örnekleri
kullanım sebebi ile birlikte açıklayınız
Otomobil, kamyon, otobüs kaporta parçaları, tampon, ön ve arka far yuvaları, çeşitli motor aksamı,
şaft, rüzgarlık, gösterge panelleri, izole tanklar, treyler panelleri, dorse parçaları gibi otomotiv
sektöründe, güneş enerjili araçların kabuklarının yapımında sağlamlık, hafiflik, kolaylık kompozit
malzemelerin kullanımını zorunlu kılmıştır. Ağırlık avantajı sağlaması yanında güvenilirliği de
sağlaması,titreşim sönümlemesinin olması,mukavemetinin iyi olması gibi özelliklerinden dolayı da
tercih edilmektedir. Otomotiv sektöründe kompozit malzemeler genellikle kaporta parçaları, iç
donanım, bazı motor parçaları,tamponlar ve lastiklerde kullanılmaktadır. Golf A4 ve POLO A03 dahil
olmak üzere bütün yeni VW arabalarının ön kısımları cam elyaf örgütlü termoplastik tabakalardan
yapılmıştır. **Ford Mondeo nun 4 silindirli 16 valflı motorunun giriş manifoldu cam elyaf katkılı PA
dan imal edilmiştir. **Chevrolet giriş manifollarında cam elyaf katkılı naylon kullanmaktadır.
**Chrysler gibi otomobil üreticileri de valf kapaklarını termoset kompozitlerinden yaparak maliyetleri
% 15-20 indirebilmişlerdir. Aracın balatalarında kullanılmak üzere geliştirilen kompozit malzemeler
asbest maddesi içermiyor. Corvette aluminyum şaft ,
kamyonet ve minibüslerde iki parçalı olan şaft tek parça-dış yüzeyi karbon elyafla takviyeli. Dizel
Motor Pistonları, iyi ısı iletkenliği Nikel esaslı dolgulu, MMC hazır dolgulu (Alumina) MMC ön biçim
dolgulu tüm piston SİC takviyeli.
3. Karma malzemelerin avantaj ve dezavantajları nelerdir açıklayınız.
Avantajları: Çatlak ilerlemesi olayı minimize edilmiştir. Titreşimleri absorbe edilme özelliği
sağlanmıştır. Kompozitlerden bazıları çok yüksek akma sınırı (akma gerilmesi) değerlerine sahiptir.
Korozyon problemi yoktur. Bunda matris ve malzemenin uygun seçilmesinin önemi büyüktür. Aksi
takdirde birbirleri ile temasta bulunan malzemeler pil oluşturacak ve galvanik korozyona neden
olacaktır. Kopma uzaması metallere göre daha düşüktür. Yorulma dirençleri oldukça yüksektir.
Ağırlıkça tasarruf edilmiştir.
Dezavantajları: Metallere yapışmazlar. Fırınlamadan (pişirmeden) kullanılamazlar. Değişik doğrultuda
değişik mekanik özelliklere sahiptir. Aynı kompozit malzemeler için çekme, basma, kesme, eğilme
mukavemet değerleri farklı farklıdır. Elyaf doğrultusundaki elastik modülü, elyafa dik doğrultudaki
elastik modülünden daha büyüktür. Üretimi nispeten pahalıdır. Nem ve hava zerrecikleri, kompozitlerin
mekanik ve yorulma özelliklerini olumsuz yönde etkiler. Delik delme ve kesme türü işlemler liflerde
açılmaya yol açmaktadır.
4. Karma malzemeleri yapısal bileşenlerine (yapı türlerine) göre sınıflandırınız ve bu
sınıflandırmaya göre, özellikleri ile açıklayınız.
Lifli ve tabakalı kompozitlerin sağladığı özelliklerdeki artış, taneli kompozitlere göre daha yüksektir.
Taneli kompozitler için en önemli örnek betondur. Sert tanelilerin sünek bir malzemeyle birleştirilip
aglomera haline getirilen kompozitlere diğer bir örnek de asfalt betonudur. Asfalt viskoz ve düşük
mukavemetlidir. Taş ise sert ve gevrektir, kütle halinde fazla şekil değiştirmeden çatlayarak kolayca
kırılabilirler. Farklı boyutlardaki kırmataş ile asfaltın birleşerek hem sünek hem de yeter mukavemetli
olan yol kaplaması malzemesini oluştururlar. Uygulamada en önemli kompozitler lifli olanlardır.
Liflerin çapları yaklaşık 0,1 mm civarında olup tek başına kullanılmazlar. Kalınlıkları arttığında kusur
oluşma olasılığı nedeniyle mukavemetleri çok azalır. Bu lifler uygun bir malzemeyle istenen boyutta
taşıyıcı kütlelere dönüştürürler. Bu bağlayıcı malzeme polyester ve epoksidir. Uygulamada donatı
malzemesi olarak kullanılan liflerin çoğu kuvvetli kovalent bağa sahiptir. Aynı amaçla kullanılan
metal liflerin mukavemeti de soğuk çekme ile artırılmaktadır.
Lifler yönlenmiş veya rastgele dağılmış olabilir. Yönlenmiş lifler doğrultusunda mukavemet doğal
olarak yanal doğrultudan çok daha büyük olur. Pekiştirici liflerin miktarı artıkça kompozitin
mukavemeti de yükselir. Yönlenmiş liflerde bu oran hacmen % 80, rastgele yönlenmişlerde ise % 4050 arasında kalır. Cam lifli polyesterlerin mukavemeti ve elastisite modülü düşüktür. Ancak
diğerlerine göre daha ucuz ve kolay uygulandığından deniz tekneleri, oto, spor malzemeleri ve yapı
elemanları üretiminde çok yaygın olarak kullanılır.

Download Report